传感器在汽车底盘电子控制中的应用

3. 3. 2传感器在汽车动力学电子稳定系统ESP中的应用

ESP系统是使汽车具有更舒适的操纵性和更好的方向的稳定性的主动安全系统，其基本工作原理是通过对传感器输入信号的分析，进行逻辑运算从而识别驾驶员对汽车的期望运动状态；通过对车轮纵向力大小和驾驶员对车的期望进行调节，得知汽车的实际运动状态。因此它需要比ABS和TCS配置更多的传感器来控制汽车的横摆运动。这一类识别驾驶员对汽车的期望的传感器，包括转向盘传感器、横向加速度传感器、汽车横摆角速度传感器和制动主缸的液压传感器[4]]。

3. 3. 3　传感器在汽车防抱死制动系统ABS中的应用

防抱死制动系统ABS是汽车电子装置中一种开发时间最长、推广应用最为迅速的重要的安全性部件。它的工作原理是：控制防止汽车制动时车轮的抱死，保证车轮与地面之间达到最佳滑动率(5％-20％)。这样汽车无论在何种路面上制动时，车轮与地面之间都能达到纵向的峰值附着系数和较大的侧向附着系数，从而可以保证车辆制动时不会发生车轮抱死抱滑、失去转向能力等不安全的工况，减小制动距离，提高了汽车的操纵稳定性和安全性。发挥作用的传感器是防抱制动传感器，它主要是通过利用车轮角速度传感器,检测车轮转速,在各车轮的滑移率为20% 时对制动油压进行控制，改善其制动性能,达到确保车辆操纵性和稳定性的目的[5]。其中，轮速传感器是ABS十分重要的器件。它的主要工作是向ECU及时地提供可靠精确的车轮转速，如果没有轮速传感器，该系统的工作是无法完成的，同时轮速传感器的精确程度将直接影响该系统的工作，轮速传感器主要有电磁式、霍尔式、磁阻式几种。

4 传感器在汽车底盘电子控制中应用的发展趋势

随着电子技术和汽车行业的发展，汽车传感器的发展状况将成为影响汽车高档化、电子化、自动化发展的关键因素之一。汽车的自动化程度越高，对传感器依赖性也就越大，所以很多汽车电子产业都把车用传感器技术作为重点研究开发的技术项目。由于汽车底盘电子控制系统是有很多个系统构成的，因此其所需要的传感器种类和数量也是多种多样的。那么，研制高精度、高可靠性和低成本的新型传感器是十分必要也将是必然的。为了适应这种需要，未来汽车底盘电子控制系统传感器的发展趋势必将是向着集成化、智能化和微型化的方向发展；在进行基础研究的基础上，发现新现象、采用新原理、开发新材料和采用新工艺 [7]。使传感器越来越精确，科技含量越来越高，从而更好的促进电子技术乃至汽车行业的发展。

4.1发展趋势介绍

智能化传感器是一种带有微型计算机，兼有检测、判断、信息处理等多种功能的传感器。与传统传感器相比，它可以通过确定传感器的工作状态，对测量资料进行修正，这样就减少了环境因素，例如温度的影响。它的最大优点在于能够充分感知驾驶员和乘客的状况、交通设施以及周边环境的信息；能够判断驾驶员和乘客是否处于最佳状态、车辆和人是否会发生危险，并及时采取相应措施。它的不同之处就在于是利用软件来解决问题的，而这些问题又是普通的传感器中硬件难以解决的问题。例如完成资料的计算与处理工作等，而且这种智能式传感器不仅量程覆盖范围大、输出信号大，而且精度高、信噪比高、抗干扰性能好，很多还带有自检功能 [7]。将来如果这种传感器能应用于汽车底盘电子控制系统，将会给驾驶员带来很多方便。

多功能集成化传感器就是集多种功能敏感组件和同一功能的多个敏感组件于一体的传感器。这种传感器能检测两个或两个以上的特征参数或者化学参数，这样就减少了汽车底盘传感器的数量，提高了其电子控制系统的精确性。

微型传感器是利用微机械加工技术，将微米级的敏感元件、信号处理器、数据处理装置等封装在一块芯片上，这种传感器便于集成、体积小，而且价格便宜，小而精的元件可以明显提高系统测试精度。当前，这项技术已逐步成熟，可以制作检测力学量、磁学量、热学量等各种微型传感器。这种传感器应用于汽车底盘的电子控制系统，将大大优化汽车的很多性能。

4.2研究方法、方向介绍

进行传感器的研究开发是电子技术发展的必然，各种传感器的基本原理都是一样的，那就是利用物理现象、化学反应和生物效应等。所以发现新现象与新效应是现代传感器发展的重要基础。

传感器技术发展的另一个重要基础是功能材料。由于材料科学的飞速发展，材料制造已经达到了一个很高的水平，即在制造各种材料时，我们是可以任意控制材料的成分的。鉴于此我们也可以设计与制造出各种用于传感器的功能材料。例如，加入不同的半导体氧化物，可以制造出各种不同性能的气体传感器；光导纤维可以用作传感器的材料，是传感器功能材料的一个重大发现；另外，国内外汽车电子化方面的很多专家也已经对有机材料产生了浓厚的兴趣，他们在推测有机材料是否可以作为功能材料应用于传感器，这还有待于专家的进一步研究。

对于传感器，其敏感元件的性能很大程度上取决于其所用的功能材料。但是，加工工艺也会对元件的性能有一定的影响。所以改进加工工艺也将是将来研究的一个方向。随着各种新型材料诸如半导体、陶瓷等应用于传感器敏感元件，许多现代先进加工技术也被逐步引入汽车传感器制造工艺，像离子注入技术、集成技术、微细加工技术等。通过运用这些新技术，就可以制造出可靠性高、体积小、质量轻、性能稳定的新型敏感元件。例如，由于科技的飞速发展，微电子机械系统 (MEMS)技术已日渐成熟，这种技术是从半导体集成电路技术发展而来的。利用微电子机械系统可以制作出各种能够敏感地检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器[8]。

对于传感器，其敏感元件的性能很大程度上取决于其所用的功能材料。但是，加工工艺也会对元件的性能有一定的影响。所以改进加工工艺也将是将来研究的一个方向。随着各种新型材料诸如半导体、陶瓷等应用于传感器敏感元件，许多现代先进加工技术也被逐步引入汽车传感器制造工艺，像离子注入技术、集成技术、微细加工技术等。通过运用这些新技术，就可以制造出可靠性高、体积小、质量轻、性能稳定的新型敏感元件。例如，由于科技的飞速发展，微电子机械系统(MEMS)技术已日渐成熟，这种技术是从半导体集成电路技术发展而来的。利用微电子机械系统可以制作出各种能够敏感地检测力学量、磁学量、热学量、化学量和生物量的微型传感器[8]。